最新原子物理学期末考试模拟试卷B共100分
原子物理学期末考试试卷(E)参考答案
《原子物理学》期末考试试卷（E）参考答案(共100分) 一．填空题(每小题3分，共21分)1．7.16⨯10-3----(3分) 2．（1s2s）3S1（前面的组态可以不写）（1分）；∆S=0（或∆L=±1，或∑iil=奇⇔∑iil=偶）（1分）；亚稳（1分）。
----(3分) 3．4；1；0,1,2 ；4；1,0；2,1。
----(3分) 4．0.013nm (2分) , 8.8⨯106m⋅s-1(3分)。
----(3分) 5．密立根（2分）；电荷（1分）。
----(3分) 6．氦核24He；高速的电子；光子(波长很短的电磁波)。
(各1分)----(3分) 7．R aE=α32----(3分) 二．选择题(每小题3分, 共有27分)1.D----(3分)2.C----(3分)3.D----(3分)4.C----(3分)5.A----(3分)6.D提示：钠原子589.0nm谱线在弱磁场下发生反常塞曼效应，其谱线不分裂为等间距的三条谱线，故这只可能是在强磁场中的帕邢—巴克效应。
----(3分)7.C----(3分)8.B----(3分)9.D----(3分)三．计算题(共5题, 共52分 )1．解：氢原子处在基态时的朗德因子g =2,氢原子在不均匀磁场中受力为z Bz B z B Mg Z B f Z d d d d 221d d d d BB B μμμμ±=⨯±=-== (3分) 由 f =ma 得 a m BZ=±⋅μB d d故原子束离开磁场时两束分量间的间隔为s at m B Z d v =⨯=⋅⎛⎝ ⎫⎭⎪21222μB d d (2分)式中的v 以氢原子在400K 时的最可几速率代之 mkTv 3=)m (56.0104001038.131010927.03d d 3d d 232232B 2B =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=⋅⋅=--kT d z B kT md z B m s μμ (3分) 由于l =0, 所以氢原子的磁矩就是电子的自旋磁矩（核磁矩很小，在此可忽略）， 故基态氢原子在不均匀磁场中发生偏转正好说明电子自旋磁矩的存在。
南京师范大学《原子物理学》2020-2021第一学期期末试卷
2020～2021学年度第一学期《原子物理学》期末试卷课程代码：试卷编号：考试日期：年月日答题时限：120分钟考试形式：闭卷笔试得分统计表：题号得分一二三四五一、单项选择题（每题2分，共20分）得分1.电子在氢原子中运动时，其轨道是：（）A.连续的B.分立的C.圆形的D.椭圆形的2.氢原子光谱的特征是：（）A.连续谱B.分立谱C.红外谱D.紫外谱3.根据玻尔理论，电子在氢原子中从一个能级跃迁到另一个能级时，可能发射或吸收：（）A.任何频率的光子B.特定频率的光子C.任何波长的光子D.特定波长的光子4.卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子结构的哪个重要结论？（）A.电子的轨道是圆形的B.原子核是由质子和中子组成的C.原子的绝大部分质量和正电荷集中在一个很小的核上D.原子中的电子在特定的轨道上运动5.在德布罗意波理论中，电子的波长与其动量之间的关系是（）：A.波长与动量成正比B.波长与动量成反比C.波长与动量的平方成正比D.波长与动量的平方成反比6.在光电效应中，入射光的频率增加，光电子的最大初动能将：（）A.减小B.增加C.不变D.无法确定7.下列哪个陈述是康普顿效应的直接证据？（）A.光具有粒子性B.光具有波动性C.光子与电子之间没有相互作用D.光子与电子之间的相互作用可以忽略不计8.关于玻尔原子模型的假设，以下哪项是正确的？（）A.原子中的电子可以在任何半径的轨道上运动B.原子中的电子只能在特定的、分立的轨道上运动C.原子中的电子可以在任何半径的轨道上运动，但只能吸收特定频率的光子D.原子中的电子只能在特定的、分立的轨道上运动，但可以发射任何频率的光子9.根据玻尔理论，氢原子从基态跃迁到激发态时，氢原子会：（）A.发射光子，能量减小B.吸收光子，能量增加C.既不发射也不吸收光子，能量不变D.发射或吸收光子，能量变化取决于跃迁的具体能级10.在量子力学的框架下，电子在原子中的排布遵循：（）A.能量守恒定律B.不确定性原理C.泡利不相容原理D.玻尔对应原理二、填空题（每题2分，共20分）得分1.原子由位于中心的__________和核外绕核运动的__________组成。
关于原子物理学试题
高校原子物理学试题试卷一、选择题1.分别用１MeV的质子和氘核（所带电荷与质子相同，但质量是质子的两倍）射向金箔，它们与金箔原子核可能达到的最小距离之比为：Ａ.1/4; Ｂ.1/2; Ｃ.１; Ｄ.２.2.处于激发态的氢原子向低能级跃适时，可能发出的谱总数为：A.4;B.6;C.10;D.12.3.根据玻尔－索末菲理论，n=4时氢原子最扁椭圆轨道半长轴与半短轴之比为：A.1；B.2;C.3;D.4.4.f电子的总角动量量子数j可能取值为：A.1/2，3/2;B.3/2，5/2;C.5/2，7/2;D.7/2，9/2.5.碳原子（C，Z＝6）的基态谱项为A.3PO ; B.3P2; C.3S1; D.1SO.6.测定原子核电荷数Z的较精确的方法是利用A.α粒子散射实验;B. x射线标识谱的莫塞莱定律;C.史特恩－盖拉赫实验；D.磁谱仪.7.要使氢原子核发生热核反应，所需温度的数量级至少应为（K）A.107;B.105;C.1011;D.1015.8.下面哪个粒子最容易穿过厚层物质？A.中子；B.中微子；C.光子；D.α粒子9.在（1）α粒子散射实验，（2）弗兰克－赫兹实验，（3）史特恩－盖拉实验，（4）反常塞曼效应中，证实电子存在自旋的有：A.（1），（2）;B.（3）,（4）;C.（2）,（4）;D.（1）,（3）.10.论述甲：由于碱金属原子中，价电子与原子实相互作用，使得碱金属原子的能级对角量子数l的简并消除. 论述乙：原子中电子总角动量与原子核磁矩的相互作用，导致原子光谱精细结构. 下面判断正确的是：A.论述甲正确，论述乙错误;B.论述甲错误，论述乙正确;C.论述甲，乙都正确，二者无联系；D.论述甲，乙都正确，二者有联系.二、填充题（每空2分，共20分）1．氢原子赖曼系和普芳德系的第一条谱线波长之比为（）.2．两次电离的锂原子的基态电离能是三次电离的铍离子的基态电离能的（）倍.3．被电压100伏加速的电子的德布罗意波长为（）埃.4．钠D1线是由跃迁（）产生的.5．工作电压为50kV的X光机发出的X射线的连续谱最短波长为（）埃.6．处于4D3/2态的原子的朗德因子g等于（）.7．双原子分子固有振动频率为f，则其振动能级间隔为（）.8．Co原子基态谱项为4F9/2，测得Co原子基态中包含8个超精细结构成分，则Co核自旋I=（）.9．母核AZX衰变为子核Y的电子俘获过程表示（）。
原子物理学试题及答案
原子物理学试题及答案原子物理学试题及答案(一) 光子、微观粒子(如质子、中子、电子等)既具有波动性，又具有粒子性，即具有波粒二象性，其运动方式显示波动性，与实物相互作用时又显示粒子性。
爱因斯坦的光电效应方程和德布罗意物质波假说分别说明了光的粒子性和微粒的波动性。
光电效应现象历来都是高考考察的重点。
例1、(江苏卷)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的____也相等A、速度B、动能C、动量D、总能量解析：根据可知，波长相等时，微粒的动量大小相等。
答案：C例2、(上海卷)当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( )A、锌板带负电B、有正离子从锌板逸出C、有电子从锌板逸出D、锌板会吸附空气中的正离子解析：光电效应是指在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，所以产生光电效应，指有电子从锌板逸出。
答案：C例3、(北京卷)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。
强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。
用频率为的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为的强激光照射阴极k，则发生了光电效应;此时，若加上反向电压U，即将阴极k接电源正极，阳极A接电源负极，在kA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W 为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)A、B、C、D、解析：这是一道考查学生迁移能力的好题，题目立意新颖，紧贴现代技术。
依题意，设电子吸收n个激光光子的能量发生光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程有：，当反向电压为U时，光电流恰好为零，根据功能关系有：，两式联立，得：;又由“用频率为的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应”可知，，故只有B选项正确。
原子物理学试题大全
原⼦物理学试题⼤全临沂师范学院物理系原⼦物理学期末考试试题（A卷）⼀、论述题25分，每⼩题5分）1．夫朗克—赫兹实验的原理和结论。
1．原理：加速电⼦与处于基态的汞原⼦发⽣碰撞⾮弹性碰撞，使汞原⼦吸收电⼦转移的的能量跃迁到第⼀激发态。
处第⼀激发态的汞原⼦返回基态时，发射2500埃的紫外光。
（3分）结论：证明汞原⼦能量是量⼦化的，即证明玻尔理论是正确的。
（2分）2．泡利不相容原理。
2．在费密⼦体系中不允许有两个或两个以上的费密⼦处于同⼀个量⼦态。
（5分）3．X射线标识谱是如何产⽣的？3．内壳层电⼦填充空位产⽣标识谱。
（5分）4．什么是原⼦核的放射性衰变？举例说明之。
4．原⼦核⾃发地的发射射线的现象称放射性衰变，（4分）例⼦（略）（1分）5．为什么原⼦核的裂变和聚变能放出巨⼤能量？5．因为中等质量数的原⼦核的核⼦的平均结合能约为⼤于轻核或重核的核⼦的平均结合能，故轻核聚变及重核裂变时能放出巨⼤能量。
（5分）⼆、（20分）写出钠原⼦基态的电⼦组态和原⼦态。
如果价电⼦被激发到4s态，问向基态跃迁时可能会发出⼏条光谱线？试画出能级跃迁图，并说明之。
⼆、（20分）（1）钠原⼦基态的电⼦组态1s22s22p63s；原⼦基态为2S1/2。
（5分）（2）价电⼦被激发到4s态向基态跃迁时可发出4条谱线。
（6分）（3）依据跃迁选择定则10,j 1,±=?±?＝l （3分）能级跃迁图为（6分）三、（15分）对于电⼦组态3p4d ，在LS 耦合时，（1）写出所有可能的光谱项符号；（2）若置于磁场中，这⼀电⼦组态⼀共分裂出多少个能级？（3）这些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁？三、（15分）（1）可能的原⼦态为1P 1，1D 2，1F 3；3P 2，1，0，3D 3，2，1，3F 4，3，2。
（7分）（2）⼀共条60条能级。
（5分）（3）同⼀电⼦组态形成的原⼦态之间没有电偶极辐射跃迁。
（3分）四、（20分）镉原⼦在1D 2→1P 1的跃迁中产⽣的谱线波长为6438埃。
原子物理期末试题及答案
原子物理期末试题及答案本文为原子物理期末试题及答案，按照试题题目和答案的特点，采用以下格式进行书写：一、选择题1. 原子核中所包含的质子数和中子数之和被称为：A. 原子序数B. 质量数C. 原子量D. 原子核数答案：B2. 下列元素中，属于同位素的是：A. 氢、氦B. 氧、氮C. 氧、锂D. 锂、氘答案：D二、填空题1. 氢气的原子核中有1个质子和____个中子。
答：0或1（氢的同位素中存在一个中子的，即氘）2. 质子总数为7，中子总数为8的原子核的质量数为____。
答：15三、分析题1. 描述原子核结构的模型有哪些？请简要比较它们的异同点。
答：原子核结构的模型有汤姆逊模型、卢瑟福模型和玻尔模型。
比较它们的异同点如下：- 汤姆逊模型认为原子核是一个带正电的均匀球体，质子和电子混合分布于其中。
卢瑟福模型和玻尔模型则认为原子核是一个紧凑且带正电的体积，质子集中分布于其中。
- 卢瑟福模型提出了散射实验，通过对α粒子的散射观察，得出了核的直径较小且有正电荷的结论。
玻尔模型在此基础上提出了电子绕核定址和能级的概念。
- 汤姆逊模型没有给出精确的原子核结构，而卢瑟福模型和玻尔模型则通过实验和理论推导，提出了具体的原子核结构图像。
四、简答题1. 什么是原子核的裂变和聚变？它们有什么不同之处？答：原子核的裂变指的是重原子核分裂成两个中等质量的原子核，同时释放大量的能量。
裂变通常发生在重元素核反应中，如铀核反应。
原子核的聚变指的是两个或更多轻原子核合并成一个更重的原子核，同样也会释放能量。
聚变通常发生在太阳和恒星中。
它们的不同之处如下：- 裂变是重原子核分裂，聚变是轻原子核合并。
- 裂变释放的能量较大，聚变释放的能量更大。
- 裂变更容易实现，但聚变需要更高的温度和压力条件才能发生。
- 从能源利用角度来看，裂变是当前的核能利用主要形式，而聚变则是理想的未来能源。
五、论述题请根据自己所学和理解，回答以下问题：1. 原子核的稳定性是如何保证的？请详细解释。
原子物理学期末考试试题
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二、 （6 分） 已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时形成类似于氢原子结构 的“电子偶素” 。试计算“电子偶素”处于基态时的电离能。
三、 （12 分）Na 原子光谱项的项值 T(3S) = 4.144、T(3P) = 2.447、T(3D) = 1.227， 单位均为 10 6 m−1。不考虑精细结构，计算主线系的系限波长、3P 态的量子 数亏损。考虑精细结构，计算 3P 态双层能级的间隔。
四、 （13 分）Z=4 的 Be 原子的价电子之间服从 LS 耦合。考虑其中一个价电子被 激发到 3s 态。画出从基态至该激发态之间的原子能级图（考虑精细结构） 。 在图中标出每个能级的原子态符号，以及可以发生的电偶极光谱跃迁。指 出哪些态属于亚稳态。
3 3 五、 （14 分） 某原子中 D1 P2 的光谱跃迁在磁场中发生塞曼效应。计算塞曼谱
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10. 双原子分子的价电子组态 ，可形成的分子态的数目有___种，其中 在分 子轴方向具有最大总角动量的分子态为____。 11. 束缚态的物理波函数必须满足的三个基本条件可概括为_______。 12. 作为一种纯粹的假设，假设电子的固有自旋量子数为 s=1，其它量子力学规 律不变，那么 L 主壳层最多可容纳___个电子。 13. 原子处于 6G3/2 态，其总轨道磁矩为____B，总自旋磁矩为___B，总有效磁 矩为___B。 14. 两个 J0 的单重态之间的光谱跃迁，在磁场中发生塞曼效应。垂直于磁场 方向观察，不同波长的塞曼谱线的数目____(填写“不确定”或者“有 ？种”)。 平行于磁场方向观察，不同波长的塞曼谱线的数目______。 15. 双原子分子的振动能级可表示为_____，转动能级公式可表示为____，转动 轴与分子轴的几何关系为相互____，振转光谱带中 ____位置处谱线间隔最 大，约为其它位置处相邻谱线间隔的___倍。 16. 已知
原子物理模拟试卷B
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2、一个处于基态的氢原子与另一个基态氢原子碰撞。求可能发生非弹性碰撞的最小速度为多少？已 知氢原子的质量是 1.67 1027 kg ，氢原子基态的能量为 E 13.6eV 。（10 分）
3、在钠原子（Na）的光谱线中，谱线 D2 来自激发态 3 P 3 2 到基态 3 S1 2 的跃迁，其波长为 589.0nm。 当钠原子放在磁场 B 中时， D2 线将分裂成 6 条谱线。设磁场感应强度 B=0.2T，求六条谱线中最短 与最长的两条谱线之间的波长差。 （10 分）
5、一个 p 电子与一个 s 电子在 L-S 耦合的情况下所形成的原子态为（） （A） S1 , P 0,1,2 ； （C） P 1, P 0,1,2 ；
1 3 3 3
（B） S0 , P 0,1,2 ；
3 （D） 1P 1 , S1 ；
3
3
6、下列能够解释反常塞曼效应的是（ ） （A）洪特定则； （C）电子的轨道运动； （B）泡利不相容原理； （D）电子的自旋；
N0 6.02 1023 mol 1 ， 0 8.854 1012 A s V 1 m1 ）
一、选择题（20 分） （每题 2 分） 1、下列各项中，不属于玻尔理论的基本假设的是（ ） （A）角动量量子化条件； （C）电子的自旋； 2、下列对哈密顿算符的描述，正确的是（） （A）它是势能算符； （C）它是动能算符； （B）它是能量算符； （D）它是动量算符； （B）频率条件； （D）定态假设；
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7、某原子的 n=1,2,3 主壳层均填满，则该元素为（ ） （A）Ni（Z=28） ； （C）Fe（Z=26） ； 8、X 射线的本质是（ ） （A） 粒子束； （C） 粒子束； （B） 粒子束； （D）光波 （B）Zn（Z=30） ； （D）Kr（Z=36） ；
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原子物理学期末考试模拟试卷B(共100分)
姓名:_________ 学号:_________ 成绩:_________
一．选择题(共11题, 共有30分)
1.碱金属原子形成精细结构光谱的选择定则为; , 对于氢原子形1??j?0,1??l?成精细结构光谱的选择定则与上述选择定则
A. 不同;
B. 相同;
C. 相同, 不同;
D. 不同, 相同。
j??jl??l K2. 壳层电子的原子能量比失去一个价电子的原子能量失去一个）原子，对（Z=29Cu差不多大多少倍？
A. 100,000；
B. 100；
C. 1000；
D. 10,000。
3. e，光速为射线，若电子的电量为-用电压V加速的高速电子与金属靶碰撞而产生Xc，普朗克常量为h，则所产生的X射线的短波限为：
2/eV； B. eV/2hc； C. A. hchc/eV； D. 2hc/eV。
3 34. P的辐射跃迁：P到由状态2p3p 2s2p A. 可产生9条谱线； B. 可产生7条谱线；
C. 可产生6条谱线；
D. 不能发生。
5.下列粒子中不服从泡利不相容原理的是：
A. 质子；
B. 光子；
C. 中子；
D. 电子。
6.在外磁场中的原子，若外磁场B可视为弱磁场，则：
???再与B耦合A. 和; 先耦合成SL???;
与B. 由于B弱使不能耦合成SL C. 由于B弱,所以磁场对原子的作用总可忽略;
??分别同B耦合,与而后形成总附加能。
D. SL7.判断处在弱磁场中的下列原子态分裂的子能级数哪个是正确的？
41P分裂为3 B. 个; A. D分裂为2个; 13/221D分裂为4D. 个。
C. F 分裂为7个; 25/2
8.使氢核聚变所需的温度的数量级至少为:
45810K。
D. 10C. 10 K ; B. 10K ; A. 10K ;
9.碱金属原子的能级与氢原子的相比较：
A. 相同n，碱金属的能级略高，随着n和l值的增加，两者差别减少；
B. 相同n，碱金属的能级略低，随着n和l值的增加，两者差别增加；
C. 相同n，碱金属的能级略低，随着n和l值的增加，两者差别减少；
D. 在不考虑精细结构时，两者能级基本上重叠。
°??10. 对应的瞄准的=90粒子束垂直射向一金箔，并为该金箔所散射。
若一强度为I?粒子与金核可能达到的最短距离为：距离为b，则这种能量的 A. b; B. 2b; C. 4b; D.
0.5b。
11.在进行卢瑟福理论实验验证时，发现小角度散射与理论不符，这说明：
A. 原子不一定存在核式结构;
B. 散射物太厚;
C. 卢瑟福理论是错误的;
D. 小角散射时,一次散射理论不适用。
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二．填空题(共8题, 共有30分)
1.考虑精细结构，形成锂原子第二辅线系谱线的跃迁过程用原子态符号表示应为。
——————————————————————————————————————————————2
2. S的基态钾原子，在0.40处于特斯拉的磁场中，若要诱导电子的自旋变换方向，1/2则需要外加振荡电磁场的频率为
Hz。
+ 3. 。
nm He核结合成一个He 离子，这过程中发射的光子波长为静止的电子与
4.某原子基态时其电子填满了K，L壳层和3s支壳层，并在3p支壳层上填了3个电子，则其原子序数Z= ，基态的原子态为。
这种原子束在斯特恩─盖拉赫实验中?个子能级，各相邻子能级的间隔束，在均匀磁场B中将分裂成将分裂成??————?? B为玻尔磁子）。
（BB
5.在X射线吸收多重光谱中K系带是____重的，L系带是____重的，而M系带则是____ 重的。
6.电荷数Z相同而质量数A不同的原子核, 称为.，而A相同，Z不同。
的核素称为
7.原子核的结合能近似与核子数A成比，从而推知核力是具有饱和性的短程力；根据核半径R= 又推知核体积与成正比，说明原子核的核子密
度。
28. 。
氢原子的质量约为____________________ MeV/c
三．计算题(共4题, 共有40分)
22221. 的极大LL+的极小值是什么? (2) 原子中设轨道角动量量子数L=2, 问: (1) LL+yyxx22=?
(4) 从这里能够确定L和=1,M则LL+L的值吗? 值是什么? (3) 设yLxyx?-142 2. 的单色光束所对应的光子通量。
10W/m试确定波长为300nm, 强度为3 3.镁原子（Z=12）(1) 画出镁原子基态和3s3p,3s4s,3s4p组态所形成的原子态的能级示LS耦合下的光谱符号）；(2) 意图（标明在能级图上标出一种允许跃迁，一种禁戒跃迁，一条能产生正常塞曼效应的谱线，一条能产生反常塞曼效应的谱线。
210?4. 粒子射向静止的金核（Z=79Po发出的），若该粒子与金核可能达到的最短由?距离为
40fm，试求：
°时相对应的微分散射截面；(1) 金核与散射角为60
°时相对应的微分散射截面。
金核与散射角大于90 (2)
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